Perovskitas de haluro lo bastante estables para hacer células solares más eficientes y baratas

Una gama de materiales blandos y flexibles denominados perovskitas de haluro podría hacer que las células solares fueran más eficientes a un costo significativamente menor, pero esos materiales son demasiado inestables para usarlos. Unos científicos han hallado ahora un modo de hacer las perovskitas de haluro lo suficientemente estables inhibiendo el movimiento de iones que las hace degradarse rápidamente y eliminando así el obstáculo principal que impedía su uso para paneles solares y para algunos dispositivos electrónicos.

El descubrimiento también significa que las perovskitas de haluro pueden apilarse para formar heteroestructuras que permitirían a un dispositivo realizar más funciones.

Este avance es obra de un equipo internacional integrado, entre otros, por Letian Dou y Brett Savoie, de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos. Otras instituciones que han participado en esta investigación son la Universidad Shanghai Tech, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, la primera en China y las tres últimas en Estados Unidos.

Grupos de investigación de todas partes del mundo ya han demostrado que las células solares hechas de perovskitas en el laboratorio funcionan tan bien como las células solares de silicio en el mercado. Las perovskitas tienen el potencial de ser aún más eficientes que el silicio porque con ellas se desperdicia menos energía al convertir la energía solar en electricidad.

Y debido a que las perovskitas pueden ser procesadas a partir de una solución en una película delgada, como la tinta impresa en el papel, podrían ser producidas en grandes cantidades a menor costo en comparación con las de silicio.

Gracias a la adición de la molécula de cierto compuesto de amonio a la superficie de una perovskita es posible hacer al material lo bastante estable como para incorporarlo en paneles solares con una vida útil no inferior a la de los convencionales que hoy se comercializan. (Ilustración: Purdue University / Enzheng Shi)

Como tipo de material, una perovskita está hecha de componentes que un ingeniero puede reemplazar individualmente a escala nanométrica para afinar las propiedades del material. Incluir múltiples perovskitas en una célula solar o un circuito integrado permitiría al dispositivo realizar diferentes funciones, pero las perovskitas convencionales son demasiado inestables para apilarlas.

El equipo de Dou descubrió que gracias a la adición de la molécula de cierto compuesto de amonio a la superficie de una perovskita, se consigue estabilizar el movimiento de los iones, evitando que los enlaces químicos se rompan fácilmente. Los investigadores también demostraron que la adición de estas moléculas hace que las perovskitas sean lo suficientemente estables como para formar uniones limpias con otras perovskitas, permitiéndoles apilarse e integrarse unas con otras.

La voluminosa molécula permite que una perovskita se mantenga estable incluso cuando se calienta a 100 grados centígrados.

Estos hallazgos también significan que podría ser posible incorporar las perovskitas en chips de ordenador. Los diminutos interruptores de tales chips, llamados transistores, dependen de diminutas uniones para controlar la corriente eléctrica. Un patrón de perovskitas podría permitir al chip realizar más funciones que con un solo material. (Fuente: NCYT Amazings)